Сталь 12ХН3А
| Марка | 12ХН3А |
| Заменитель: | 12ХН2, 20ХН3А, 25ХГТ, 12Х2Н4А, 20ХНР |
| Классификация | Сталь конструкционная легированная |
| Применение | шестерни, валы, червяки, кулачковые муфты, поршневые пальцы и другие цементуемые детали, к которым предъявляются требования высокой прочности, пластичности и вязкости сердцевины и высокой поверхностной твердости, работающие под действием ударных нагрузок или при отрицательных температурах до -100 °С. |
Химический состав в % материала 12ХН3А
| C | Si | Mn | Ni | S | P | Cr | Cu |
| 0.09 -0.16 | 0.17 - 0.37 | 0.3 - 0.6 | 2.75 - 3.15 | до 0.025 | до 0.025 | 0.6 - 0.9 | до 0.3 |
Температура критических точек материала 12ХН3А.
| Ac1 =715, Ac3(Acm) =773, Ar3(Arcm) =726, Ar1 =659, Mn =380 |
Механические свойства при Т=20oС материала 12ХН3А .
| Сортамент | Размер | Напр. | s в | s T | d 5 | y | KCU | Термообр. |
| - | мм | - | МПа | МПа | % | % | кДж / м2 | - |
Пруток |
Ж 15 |
| 930 | 685 | 11 | 55 | 880 | Закалка и отпуск |
| Твердостьматериала 12ХН3А после отжига , | HB 10 -1 = 217 МПа |
Физические свойства материала 12ХН3А .
| T | E 10- 5 | a 10 6 | l | r | C | R10 9 |
| Град | МПа | 1/Град | Вт/(м·град) | кг/м3 | Дж/(кг·град) | Ом·м |
| 20 | 2 | 7850 | ||||
| 100 | 11.8 | 31 | 7830 | |||
| 200 | 13 | 7800 | ||||
| 300 | 14 | 7760 | ||||
| 400 | 14.7 | 26 | 7720 | 528 | ||
| 500 | 15.3 | 7680 | 540 | |||
| 600 | 15.6 | 7640 | 565 | |||
| T | E 10- 5 | a 10 6 | l | r | C | R10 9 |
Технологические свойства материала 12ХН3А .
| Свариваемость: | ограниченно свариваемая. |
| Флокеночувствительность: | чувствительна. |
| Склонность к отпускной хрупкости: | склонна. |
Обозначения:
| Механические свойства : | |
s в | - Предел кратковременной прочности, [МПа] |
s T | - Предел пропорциональности(предел текучести для остаточной деформации), [МПа] |
d 5 | - Относительное удлинение при разрыве, [ % ] |
y | - Относительное сужение , [ % ] |
| KCU | - Ударная вязкость , [ кДж / м2] |
| HB | - Твердость по Бринеллю , [МПа] |
| Физические свойства : | |
| T | - Температура,при которой получены данные свойства , [Град] |
| E | - Модуль упругости первого рода , [МПа] |
a | - Коэффициент температурного (линейного) расширения(диапазон 20o - T ) , [1/Град] |
l | - Коэффициент теплопроводности(теплоемкость материала) , [Вт/(м·град)] |
r | - Плотность материала, [кг/м3] |
| C | - Удельная теплоемкость материала (диапазон 20o - T ), [Дж/(кг·град)] |
| R | - Удельное электросопротивление, [Ом·м] |
| Свариваемость : | |
| без ограничений | - сварка производится без подогрева и без последующей термообработки |
| ограниченно свариваемая | - сварка возможна при подогреве до 100-120 град. и последующей термообработке |
| трудносвариваемая | - для получения качественных сварных соединений требуются дополнительные операции: подогрев до 200-300 град. при сварке, термообработка после сварки - отжиг |
Сталь 12ХН3А привлекает специалистов металлургической промышленности своими выдающимся свойствами и широким полем применения. Этот уникальный сплав стали прочно занял свое место в мировой практике благодаря своей высокой прочности и хорошей обрабатываемости. Но что именно делает этот металл таким особенным? В чем причины его попульрарности? И какие ценные значимые важные особенности нужно знать о стали 12ХН3А?
Описание стали 12ХН3А начинается с набора ее основных свойств. Сталь 12ХН3А является высоконагружаемыми сталями и применяются при температуре до 300-350 °C. Это дает ей возможность использоваться в самых жестких условиях эксплуатации, включая работу в условиях высоких температур.
Исключительная термостойкость, сопротивляемость износу и коррозии - это свойства, отличающие сталь 12ХН3А среди других разновидностей стали. Сочетание этих качеств позволяет использовать этот сплав не только в строительстве и промышленности, но и в других отраслях.
Химический состав
Сталь 12ХН3А относится к низколегированным конструкционным сталям, для которых характерно наличие углерода, хрома и никеля в своем составе. Химический состав этого типа стали подчеркивает его уникальные свойства и обеспечивает исключительную прочность и износостойкость.
В процентном отношении химический состав стали 12ХН3А следующий:
- Углерод (C) - 0.1-0.16%
- Марганец (Mn) - 0.4-0.7%
- Силиций (Si) - 0.17-0.37%
- Хром (Cr) - 1.25-1.65%
- Никель (Ni) - 2.8-3.3%
- Фосфор (P) - не более 0.025%
- Сера (S) - не более 0.025%
Эти химические элементы вместе обеспечивают высокую устойчивость стали к коррозии, увеличивают ее прочность и повышают термическую стойкость. Благодаря этому сталь 12ХН3А может использоваться в различных инженерных и промышленных приложениях, где требуется высокая прочность и износостойкость.
Механические свойства
Марка стали 12ХН3А обладает рядом механических свойств, которые обуславливают ее применение в различных отраслях промышленности. Ведущее место среди этих свойств занимают прочность, пластичность и вязкость, что обеспечивает высокую износостойкость и долгий срок службы изделий из этого металла.
- Твёрдость: предел твердости стали 12ХН3А составляет 229-241 HB, в зависимости от температуры и способа термообработки. Это говорит о хорошей стойкости к механическим нагрузкам.
- Прочность: предел прочности данного типа стали составляет от 690 до 830 МПа. Сталь обладает высокими прочностными характеристиками, включая предел текучести.
- Пластичность: относительное удлинение при растяжении составляет от 10 до 14%, что обеспечивает возможность формоизменения материала под действием внешних сил без разрушения.
- Вязкость: вязкость стали 12ХН3А характеризуется значением ударной вязкости, которое составляет около 930 кДж/м². Это говорит о высокой ударной прочности данного типа стали.
Указанные выше механические свойства стали 12ХН3А позволяют применять этот вид металла при производстве деталей с циклическими сменами нагрузок, деталей машин и механизмов, подверженных механическим и термическим воздействиям, в авиационной и автомобильной промышленности, а также в машиностроении и строительстве.
Применение
Сталь 12ХН3А относится к высококачественным аллоированным специальным сталям конструкционного назначения. Имеет широкий спектр использования в различных областях промышленности. Специфика состава этой стали обуславливает высокие испытательные характеристики готовой продукции.
Основные сферы использования стали 12ХН3А:
Машиностроение. В машиностроении сталь используется для изготовления деталей, работающих в условиях высоких и умеренных температур. Относится к конструкционной стали, которая применяется в долговременно действующих машинах и устройствах.
Автомобилестроение. В автомобилестроении сталь применяется для выпуска запасных частей, которые обладают повышенной износостойкостью и термоустойчивостью. Речь идет, в первую очередь, о деталях двигателей, шестернях, осей, болтов и т.д.
Судостроение. В судостроении данные стали используют для создания различных механизмов и деталей судовых устройств.
В связи с уникальными свойствами сталь 12ХН3А активно применяется в различных отраслях промышленности, позволяя обеспечить надежность и долговечность изготавливаемых изделий.
Форма поставки
Сталь 12ХН3А можно приобрести в различных формах, что делает ее универсальной для использования в разнообразных отраслях промышленности. Производители могут предложить данное металлопрокатное изделие в следующих формах:
Прокат. Это самый распространенный вид поставки стали 12ХН3А. Он предполагает поставку металла в виде листов или полос различной толщины.
Пруток. Сталь также может поставляться в виде прутков разного диаметра. Этот вариант идеален для работ, требующих высокой точности.
Круг. Такие поставки обычно используются в машиностроении и строительстве. Поставка стали 12ХН3А в виде кругов особенно актуальна при изготовлении осей, валов и других элементов машин и механизмов.
Труба. В продажу может поступать как трубная сталь, так и готовые трубы из стали 12ХН3А. Трубы из этого материала служат долго, не подвергаются коррозии, выдерживают высокие давления.
Квадрат. Этот вид поставки применяется и в строительстве, и в машиностроении, в расчете на высокую нагрузку на изделия.
Лента. Обычно используется при производстве деталей небольшой толщины, требующих высокой прочности материала.
Выбор вида поставки стали 12ХН3А зависит от конкретных требований к изделиям и производственных нужд заказчика.
Зарубежные аналоги
Сталь 12ХН3А представляет собой уникальный вид стали, которая используется в русских стандартах. Однако, в мировой практике применения металлов и сплавов можно найти зарубежные аналоги этой стали. Это позволяет реализовать международное сотрудничество, трейд, и производство там, где стали указанного русского стандарта недоступны.
Американский аналог - это сталь под обозначением 9310 по стандарту AISI/SAE. Изначально разработанный для авиационной промышленности, этот сплав обладает отличными характеристиками прочности и твердости.
В Германии, аналог стали 12ХН3А является сталью под обозначением 14NiCrMo13-4, разработанная по стандарту DIN. Этот сплав работает максимально эффективно при низких температурах и является жизнеспособным материалом для использования в автомобильной промышленности.
В Японии можно найти аналог стали 12ХН3А под обозначением ML40CrNiMoA, разработанный в соответствии со стандартом JIS. Этот металл имеет высокую устойчивость к коррозии и испытывает меньше усталости при использовании.
Таким образом, сталь 12ХН3А не является исключительным для России продуктом, и имеет свои зарубежные аналоги, которые успешно используются в различных отраслях мировой промышленности.
